close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15339

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.02.28
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15339
(13) C1
(19)
C 03C 11/00 (2006.01)
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА
(21) Номер заявки: a 20091818
(22) 2009.12.18
(43) 2011.08.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого" (BY)
(72) Авторы: Гришкова Елена Ивановна;
Подденежный Евгений Николаевич; Павленок Александр Викторович; Бойко Андрей Андреевич; Шабловский Ярослав Олегович (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гомельский государственный
технический университет имени П.О.Сухого" (BY)
(56) RU 2173674 C2, 2001.
BY 11711 C1, 2009.
RU 2368574 C1, 2009.
RU 2272005 C1, 2006.
JP 57-88042 A, 1982.
JP 3-112824 A, 1991.
RU 2003112436 A, 2004.
BY 15339 C1 2012.02.28
(57)
Способ получения пеностекла, включающий смешивание тонкоизмельченного порошка стеклобоя, водного раствора метасиликата натрия плотностью 1,43-1,48 г/см3 и пенообразователя, укладывание в форму и термообработку в СВЧ-печи, отличающийся тем, что
в качестве пенообразователя используют алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %:
порошок стеклобоя
50-60
водный раствор метасиликата натрия
плотностью 1,43-1,48 г/см3
36-42
порошок алюминия
2-8.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к
производству теплоизоляционных материалов.
Известен промышленный способ получения пеностекла [1]. Порошок стекольного сырья смешивают с размолотым углеродным пенообразователем (сажа, антрацит, кокс), засыпают в формы и направляют в печь, где после нагрева в течение 1-1,5 часа до
температуры 820-850 °С производится вспенивание в течение 0,5-1,5 часа. После этого в
течение 15-20 минут температуру понижают до 600 °С и далее стабилизируют в течение
20-40 минут. Затем пеностекольные блоки извлекают из форм и помещают в печь отжига,
где в течение 8-16 часов охлаждают со скоростью 0,6-1,5 °С/мин. Недостатками этого способа являются длительный (до 20 часов) производственный цикл и применение углеродных пенообразователей, снижающих экологическую безопасность материала и
исключающих возможность его применения для внутренней отделки жилых и служебных
помещений из-за наличия в составе пеностекла остаточных соединений серы.
BY 15339 C1 2012.02.28
Известен способ получения пеностекла, включающий смешивание размолотых боя
оконного (или тарного) стекла и наполнителя, состоящего из известняка (мела) и высококремнеземистых глин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: известняк
(мел) - 1,5-2, глина - 4,5-6,0, бой стекла - остальное [2]. Вспенивание шихты проводят в
электрической печи сопротивления, вводя в нее форму с шихтой после предварительного
нагрева до 500-550 °С и подбирая скорость нагрева формы так, чтобы время нагрева до
максимальной температуры составило 1-1,5 часа. После выдержки в течение 5-20 минут
при температуре вспенивания (720-750 °С) форму вынимают из печи, выдерживают на
воздухе 5-10 минут и раскрывают, а пеностеклянный блок охлаждают в печи отжига от
600 до 30 °С со скоростью 0,7-1 °С/мин. Недостатками указанного способа являются длительный (до 24 часов) производственный цикл и применение смеси известняка с глиной в
качестве пенообразователя, т.к. использование глин с заведомо точно неизвестным составом
исключает возможность получения пеностекла с воспроизводимыми характеристиками.
Известен способ получения пеностекла [3]. Готовят порошкообразную смесь стекла,
силиката натрия и углеродного газообразователя, затворяют ее водой до образования пасты, полученную пасту нагревают со скоростью 5-10 °С/мин до температуры 750-850 °С,
выдерживают при этой температуре 4-5 часов и охлаждают в печи.
Недостатками указанного способа являются значительная (свыше 7 часов) длительность технологического процесса, недостаточная водостойкость получаемого пеностекла
и применение углеродных пенообразователей, снижающее экологическую безопасность
материала и исключающее возможность его применения для внутренней отделки жилых и
служебных помещений за счет наличия в его составе остаточных серосодержащих соединений.
Наиболее близким к заявляемому способу получения пеностекла является способ получения пеностекла [4], включающий смешивание тонкоизмельченного минерального
наполнителя (стеклобой, минеральная вата, асбест, мел, глины, цеолитовые породы) с
водным раствором метасиликата натрия плотностью 1,43-1,48 г/см3, тонкоизмельченного
пеносиликата с пенообразователем - насыщенным водным раствором сахара и олеиновой
кислотой. После перемешивания в течение 10-15 минут смесь подают в шнековый гранулятор, из которого она выходит в виде жгутов диаметром 5-10 мм, и далее начинается
процесс термообработки, который включает в себя обдув, сушку и вспенивание. Для
предотвращения взаимного слипания жгуты на выходе из гранулятора обдувают горячим
воздухом (температура 150-350 °С) и одновременно опудривают тонкоизмельченным пеносиликатом. Полученный материал подсушивают в течение 2 часов при комнатной температуре либо в сушилке при температуре до 100 °С в течение 30 минут, а затем после
отделения от опудривающего слоя укладывают в форму для вспенивания. Вспенивание
производят при температуре 450-500 °С в течение 30-80 минут нагревом в термической
либо СВЧ-печи. Недостатками этого способа являются его чрезмерная сложность, многоступенчатость, энергоемкость, длительность во времени и высокая себестоимость получаемого пеностекла, обусловленная использованием высокотемпературного нагрева,
дорогих ингредиентов, а также экологическая опасность, вызываемая вредными продуктами сгорания сахарозы в смеси с олеиновой кислотой.
Задачей настоящего изобретения является упрощение и удешевление способа получения пеносиликатного материала, а также улучшение экологической безопасности процесса производства и экологической чистоты получаемого пеностекла.
В способе получения пеностекла, включающем смешивание тонкоизмельченного порошка стеклобоя, водного раствора метасиликата натрия плотностью 1,43-1,48 г/см3 и пенообразователя, укладывание в форму и термообработку в СВЧ, согласно изобретению, в
качестве пенообразователя используют алюминиевый порошок при следующем соотношении компонентов, мас. %: порошок стеклобоя - 50-60; водный раствор метасиликата
натрия плотностью 1,43-1,48 г/см3 - 36-42; порошок алюминия - 2-8.
2
BY 15339 C1 2012.02.28
Использование в заявляемом способе получения пеностекла алюминиевого порошка в
качестве пенообразователя (алюминиевый порошок в щелочной среде вступает в химическую реакцию с гидроксильными группами, следовательно, действует в качестве пенообразователя, что приводит к повышению общей закрытой пористости) обеспечивает
улучшение экологической безопасности технологического процесса за счет отказа от
применения углеродных пенообразователей. Алюминиевый порошок необходим и для
формирования упрочняющей фазы. Упрочняющая фаза обеспечивает повышение механической прочности и водостойкости. Использование алюминиевого порошка приводит к
повышению прочности и водостойкости получаемого пеностекла за счет образования кристаллических сростков высокоогнеупорных фаз корунда при воздействии энергии СВЧ,
которые располагаются в межпоровом пространстве и образуют стеклокристаллический
каркас, вследствие развития процессов кристаллизации в микроструктуре межпоровых
перегородок и формирования фазы α - Al2O3.
Увеличение содержания алюминиевого порошка свыше 25 % приводит к образованию
выплавок избыточного алюминия на наружной поверхности пеностекла, что нарушает однородность структуры керамического материала и снижает его термомеханические свойства.
При содержании алюминиевого порошка менее 2 % в составе шихты не обеспечивается требуемая пористость и водостойкость нужного класса.
Термообработка осуществляется в СВЧ-печи.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Тонкоизмельченный минеральный наполнитель (измельченный в шаровой мельнице
бой тарного стекла, просеянный через сито с ячейкой 0,05 мм), водный раствор метасиликата натрия (ГОСТ 13078-81, плотностью 1,43-1,48 г/см3) и алюминиевый порошок (ГОСТ
5494 марки ПАП 1) смешивают механическим способом в течение 2-3 минут. Увлажненную смесь выкладывают в пластиковую плотно закрытую форму для СВЧ с отверстием
для выхода пара и ставят в СВЧ-печь для термообработки по программе: 2-4 минуты мощность 600 Вт; вращение формы; 5-8 минут - мощность 800 Вт; вращение формы; отключение печи. Остужают образец до комнатной температуры, затем открывают форму и
вынимают готовый блок пеносиликатного материала из формы.
Весь цикл производства пеносиликатного материала в СВЧ-печи занимает не более
20-30 минут.
Приведем примеры реализации заявляемого способа.
Пример 1
100 г тонкоизмельченного минерального наполнителя, 60 мл водного раствора метасиликата натрия, алюминиевый порошок в количестве 2 г смешивают, выкладывают в
форму и ставят в СВЧ-печь. Выставляют режим: на 600 Вт - 2 минуты; 800 Bт - 7 минут;
вращение формы. Остужают образец до комнатной температуры, вынимают готовый блок
пеносиликатного материала с пористостью 50 %. Теплопроводность полученного образца
составляет 0,085 Вт/м⋅К.
Пример 2
Смешивают механическим способом 100 г стеклобоя, 70 мл водного раствора метасиликата натрия, 3 г алюминиевого порошка в течение 2-3 минут. Увлажненную смесь выкладывают в форму и ставят в СВЧ-печь для термообработки по программе: 2-4 минуты мощность 600 Вт; вращение формы; 5-8 минут - мощность 800 Вт; вращение формы; отключение. После чего остужают образец до комнатной температуры. Вынимают образец с
40 % пористостью и теплопроводностью 0,090 Вт/м⋅К.
Пример 3
Смешивают 100 г стеклобоя, 75 мл водного раствора метасиликата натрия, 5 г алюминиевого порошка. Вышеописанным способом получают пеностекло 30 % пористости, теплопроводностью 0,106 Вт/м⋅К.
3
BY 15339 C1 2012.02.28
Таким образом, заявленный способ изготовления пеностекла позволяет упростить его
производство и удешевить способ получения пеностекла за счет уменьшения числа исходных ингредиентов, снизить энергоемкость процесса, улучшить экологическую безопасность за счет исключения промежуточных стадий и отказа от использования
серосодержащих и углеродосодержащих пенообразователей.
Источники информации:
1. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. - Минск: Наука и техника,
1972. - С. 95.
2. Патент RU 2149146 C1. Опубл. 2000.05.20.
3. Патент RU 2167112 C1. Опубл. 2001.05.20.
4. Патент RU 2173674 C2. Опубл. 2001.09.20.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
80 Кб
Теги
by15339, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа